Формообразовательные нагрузки

Die Definition der Formfindungslasten findet über die entsprechenden Objektlasten statt. Sie können Flächenlasten, Stablasten und Volumenlasten definieren.

Die Flächenlasten und Stablasten sind von der Lastart Formfindung. Für die Volumenlasten wählen Sie die Lastart Gas.

Für im Modell geteilte, aber eigentlich zusammenhängende, Objekte gibt es auch Stabsatzlasten, Flächensatzlasten sowie Volumensatzlasten. Das Konzept dieser Lasten entspricht denen der regulären Lasten, sodass diese nicht noch einmal explizit aufgeführt werden.

нагрузка на стержень

Stablasten der Lastart Formfindung können geometrisch oder als Kraft definiert werden.

Stablasten - Definitionstyp geometrisch

Der Definitionstyp Geometrisch ermöglicht die Definition der Form anhand der folgenden Möglichkeiten:

• Länge (L_c)
• Unbelastete Länge (L_mfg)
• Durchhang (S)
• Maximaler vertikaler Durchhang (S_max | Lastrichtung Z_L)
• Vertikaler Tiefpunktdurchhang (S_low | Lastrichtung Z_L)

Bei allen geometrischen Lasten haben Sie die Möglichkeit diese relativ oder absolut festzulegen. Ein Wechsel zwischen absoluter und relativer Definition kann durch einem Klick auf das Symbol durchgeführt werden. Die Bezeichnung der Last beinhaltet bei relativer Definition das Kürzel rel.

Für alle geometrischen Lasten kann die Schnittgrößendefinition auf Zug oder Druck festgelegt werden. Hierbei ist zu beachten, dass Seile aufgrund der Definition nur Zug aufnehmen können. Für einen Balkenstab hingegen kann eine Form unter Zug oder auch Druck gefunden werden.

Stablasten - Definitionstyp Kraft

Der Definitionstyp Kraft ermöglicht die Definition der Form anhand der folgenden Möglichkeiten:

• Durchschnittliche Kraft im Stab (T_avg)
• Maximale Kraft im Stab (T_max)
• Minimale Kraft im Stab (T_min)
• Horizontale Zugkomponente (F_x)
• Zug am Ende i (T_i | Stabanfang)
• Zug am Ende j (T_j | Stabende)
• Mindestzug am Ende i (T_{min, i} | Stabanfang)
• Mindestzug am Ende j (T_{min, j} | Stabende)
• Kraftdichte (FD)

Flächenlasten

Flächenlasten können die Formfindungsdefinition Kraft oder Spannung haben. Sie haben die Auswahl zwischen der Standardmethode und der Projektionsmethode . Zusätzlich steht Ihnen in der Standardmethode die Formfindungsdefinition Durchhang zur Verfügung.

Es ist wichtig zu erwähnen, dass zum Ansatz einer orthotropen Flächenvorspannung das Häkchen bei spezifische Achsen im Dialog Flächen bearbeiten gesetzt werden sollte und die Eingabeparameter der Flächen entsprechend anzupassen sind.

Flächenlast - Standardmethode

Die Standardmethode beschreibt einen Vektor, der sich frei im Raum bis zur Zielposition bewegen kann.

Flächenlast - Durchhang Standardmethode

Mit der Definition des Durchhangs ist es Ihnen möglich, die Auslenkung einer Membran vorzugeben und somit vor allem auch Kissen zu modellieren. Sie geben vor, wie weit die Fläche ausgelenkt werden kann und die zugehörige Kraftdefinition wird automatisch iterativ ermittelt. Sie müssen lediglich ein Verhältnis der Kräfte in n_x und n_y definieren.

Der Durchhang kann dabei auf die folgenden imaginären Ebenen bezogen werden:

• Basis
• Koordinatensystem
• Fläche

Basis bezieht sich auf die Fläche selbst. Es wird die Basisebene verwendet. Bei einer gekrümmten Fläche sind das in der Regel die gelagerten Ränder.

Koordinatensystem bezieht sich auf ein definiertes Koordinatensystem. Maßgebend ist hier die Z-Achse (bei einem gedrehten Koordinatensystem die W-Achse). Der Durchhang wird als Stichmaß von Fläche zur Achse gemessen.

Der Durchhang kann ebenso mit dem Bezug zu einer anderen Fläche definiert werden.

In dem folgenden Modell sind verschiedene Modellierungen aufgeführt.

Flächenlast - Projektionsmethode

Die Projektionsmethode kann in RFEM 6 orthogonal oder auch radial definiert werden.

Für den Vergleich der orthogonalen und radialen Projektionsmethode folgend eine Modelldatei.

Die Flächenlasten sind wie folgt definiert:

Vergleich der orthogonalen und radialen Projektionsmethode

Nummer	Lastverteilung	Kraftdefinition [kN/m]	Kraftdefinition [kN/m]	Form	Grund
1	Orthogonal	nx = 2	ny = 2	kreisförmig	gleiche Vorspannung in X und Y
2	Orthogonal	nx = 2	ny = 10	elliptisch	höhere Vorspannung in Y
3	Orthogonal	nx = 10	ny = 2	elliptisch	höhere Vorspannung in X
4	Radial	nr = 2	nt = 2	kreisförmig	gleiche Vorspannung in r und t
5	Radial	nr = 2	nt = 10	kreisförmig, starker Konus	höhere Vorspannung in t
6	Radial	nr = 10	nt = 2	kreisförmig, schwacher Konus	höhere Vorspannung in r

Flächenlast - orthogonale Projektionsmethode

Die orthogonale Projektionsmethode beschreibt einen partiell im Raum beweglich und auf die globalen XY-Koordinaten fixierten Vektor.

Flächenlast - radiale Projektionsmethode

Die radiale Projektionsmethode beschreibt einen partiell im Raum beweglich und auf die definierten Radialachsen und Tangentialachsen fixierten Vektor.

Für die radiale Projektionsmethode müssen Sie die Achse definieren. Sie können dazu bequem 2 Punkte in Ihrem Modell mit der Schaltfläche fangen. In der Regel ist das eine senkrechte Achse im Mittelpunkt Ihrer Kegelmembran.

Volumenlasten

Volumenlasten der Lastart Gas können anhand verschiedener Gasverhalten definiert werden.

Volumenlasten - Lastart Gas

Die Lastart Gas ermöglicht die Definition der Form anhand der folgenden Gasverhalten:

• Resultierender Überdruck (p_o)
• Überdrucksteigerung (Δ_po)
• Resultierendes Volumen (V)
• Volumensteigerung (Δ_V)

Die Bezeichnungen sind wie folgt definiert:

Gasvolumen

Kürzel	Bezeichnung
p	Gasdruck
pp	Gas-Anfangsdruck (atmosphärischer Druck)
po	Gasüberdruck
Δpo	Gas-Überdrucksteigerung
pa	aktueller Gasdruck (entspricht pp ohne Anfangszustand/ Bauzustand)
V	Gasvolumen
Va	aktuelles Gasvolumen
ΔV	Volumensteigerung
T	Gastemperatur
Tp	Gas-Anfangstemperatur